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f-cell award 2017: Strom aus Abwasser und längere Lebensdauer für Brennstoffzellen

12.10.2017

Mit einem Luftfilter für Brennstoffzellen wurde in der Kategorie „products & market“ eine Entwicklung von Freudenberg Filtration Technologies (Weinheim) ausgezeichnet. In der Kategorie „research & development“ überzeugten das Institut für Textiltechnik Augsburg (ITA) der Universität Augsburg und das Institut für Angewandte Mikrobiologie (iAMB) der RWTH Aachen mit einem Gemeinschaftsprojekt, das sich mit der Entwicklung neuartiger Elektroden für Mikrobielle Brennstoffzellen befasst. Diese könnten zukünftig aus Abwasser Strom gewinnen.

Der vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gestiftete „f-cell award 2017“ beweist im Umfeld der EVS 30 die Marktreife der Brennstoffzellentechnologie in Europa mit einem prominent besetzten Feld hochkarätiger Einreichungen. Das in der Kategorie „research & development“ ausgezeichnete Forschungsprojekt zum Thema Mikrobielle Brennstoffzelle schlägt zudem eine Brücke in das Feld der Bioökonomie. Franz Untersteller, Landesminister für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, überreichte die Preise am 10. Oktober 2017 im gemeinsamen Rahmen der EVS30 und der f-cell/BATTERY+STORAGE in Stuttgart. „Mit dem Preis wollen wir herausragende Entwicklungen in einem der interessantesten Technologiefelder unserer Zeit würdigen und weitere Innovationen anreizen“, sagte der Minister. Den Preis hat das Ministerium gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) ausgeschrieben. „Die Brennstoffzelle ist bei einer Vielzahl von Anwendungen einsetzbar und kann auch Brücken zu anderen Technologien schlagen", erklärte Dr. Walter Rogg, Geschäftsführer der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH.

Längere Lebensdauer für Brennstoffzellen dank neuem Zuluft-Filtersystem

Brennstoffzellen erzeugen Strom ohne schädliche Abgasemissionen. Um dies zu erreichen, stellen sie hohe Anforderungen an die Reinheit des Betriebsstoffes – z. B. Wasserstoff – und an die Reinheit der Zuluft, die für die kalte Verbrennung im Brennstoffzellen-Stack benötigt wird. In der Kategorie für marktnahe Produkte verlieh die Jury den f-cell award 2017 an Freudenberg Filtration Technologies für ein neuentwickeltes Zuluft-Filtersystem, das den Wirkungsgrad und die Lebensdauer von Brennstoffzellen erhöht. Kern der Entwicklung ist die Trennung der Filterstufen für basische und saure Gase. Die Technologie senkt unter anderem den Strömungswiderstand im Filtersystem und steigert so die Effizienz. Der Ablauf: Zunächst fängt eine erste Stufe die in der Zuluft enthaltenen basischen Gase wie Ammoniak ab. In der zweiten Stufe wird dann eine speziell ausgerüstete Aktivkohle verwendet, die eine extrem hohe Kapazität bezüglich schwefelhaltiger saurer Gase aufweist und diese zu einem sehr hohen Anteil aufnimmt. Den Abschluss des Systems bildet ein Partikelfilter. Dieser enthält eine Mikrofaserlage und filtert bei sehr niedrigem Druckverlust bereits Partikel im Bereich 200 Nanometer hocheffizient. Das Filtersystem kann im mobilen, portablen sowie im stationären Bereich für Niedertemperatur-Polymerelektrolytmembran-, Hochtemperatur-PEM- und Festoxid-Brennstoffzellensysteme (SOFC) eingesetzt werden.

Aus Abwasser wird Strom – die Mikrobielle Brennstoffzelle (MBZ)

In der Kategorie „research & development“ wurde ein Gemeinschaftsprojekt des Instituts für Textiltechnik Augsburg (ITA) der Universität Augsburg und des Instituts für Angewandte Mikrobiologie (iAMB) der RWTH Aachen ausgezeichnet. Das Forschungsvorhaben TexKoMBZ überzeugte die Jury mit einer Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu einer neuartigen Bio-Anode für Mikrobielle Brennstoffzellen (MBZ). MBZ folgen denselben Prinzipien wie konventionelle Brennstoffzellen. Ihre Wirkungsweise basiert jedoch auf speziellen mikrobiellen Bio-Katalysatoren, die organisches Material oxidieren und die dabei freiwerdenden Elektronen auf eine Elektrodenoberfläche übertragen können. Geradezu revolutionär ist das Potenzial, die in Abwässern enthaltenen organischen Bindungen abzubauen und gleichzeitig Strom zu gewinnen. Ein wichtiger Bestandteil jeder MBZ ist die Bio-Anode, ein Verbund aus mikrobiellen Katalysatoren und Elektrodenmaterial. Als Elektrodenmaterial kommen kohlenstoffbasierte Materialien zum Einsatz, da diese biokompatibel, leitfähig, chemisch inert und vergleichsweise preiswert sind. Die Mikroben reichern sich direkt aus dem Abwasser an der Kohlenstoffoberfläche an und überziehen das Elektrodenmaterial mit einem 100–200 Nanometer dünnen Biofilm. Ziel des Forschungsprojektes ist es aktuell, eine Bio-Anode zu entwickeln, deren Leistungsfähigkeit dank einer großen Aufwuchsfläche für die Mikroben 25 % über der bisheriger Bio-Anoden liegt. Das Forschungsvorhaben TexKoMBZ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Neue Produkte für die Bioökonomie“ gefördert. „Das Projekt ermöglicht ein völlig neues Anwendungsfeld“, sagte Minister Franz Untersteller, „nämlich Abwasser nachhaltig zu reinigen und hierbei gleichzeitig Strom zu gewinnen.“

f-cell award – Innovationspreis Brennstoffzelle

Der „f-cell award – Innovationspreis Brennstoffzelle“ wird gestiftet vom Land Baden-Württemberg für anwendungsnahe Entwicklungen rund um die Brennstoffzelle. Ausschreiber des Wettbewerbs sind das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg und die Wirtschaftsförderung Region Stutt-gart. Das Preisgeld beträgt in der für industrielle Anwender bestimmten Kategorie „products & market“ und in der an Universitäten, wissenschaftlichen Einrichtungen und Unternehmen gerichteten Kategorie „research & development“ jeweils 10.000,- €.

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